湿法炼锌过程中赤铁矿生成及硫的吸附转化

赤铁矿法除铁工艺因渣含铁高,渣量小,无二次污染等特点备受国内外关注。硫含量是影响赤铁矿品质并实现其资源化利用的重要因素之一。本工作研究温度、时间、Na_2SO_4浓度、晶种用量、始酸浓度等因素对赤铁矿沉铁过程除铁率、亚稳态铁物相转变及硫吸附转化行为的影响规律。结果表明:升高温度、延长反应时间、添加晶种、降低始酸浓度、控制Na_2SO_4浓度可有效提高除铁率且有利于铁矾向赤铁矿转化,从而显著降低渣中硫含量,提升赤铁矿渣品质。在反应温度为180℃、反应时间3 h、氧分压0.4 MPa、晶种15 g/L、硫酸钠浓度为0.15mol/L的条件下,除铁率达到96%左右,渣含铁为65.8%,硫、钠的含量为1.42%、0.067%,获得了高品质的赤铁矿渣。     

钠离子对水热臭葱石沉砷过程影响及亚稳态铁物相转变行为

采用水热臭葱石沉砷法研究高砷含铁溶液沉砷过程中钠离子及其它宏观技术参数对沉砷渣物相组成、目标元素含量、形貌特征、砷铁沉淀率以及沉砷渣中黄钠铁矾、碱式硫酸铁、次水合砷酸铁(FeAsO_4·0.75H_2O)等亚稳态铁物相转变行为的影响规律。结果表明:体系中Na~+的存在对水热臭葱石沉砷过程的影响显著,初始Na~+浓度为5 g/L时,形成以臭葱石、次水合砷酸铁为主并伴有部分亚稳态黄钠铁矾生成的沉砷渣,随着初始Na~+浓度的升高,有利于黄钠铁矾的生成,渣中SO_4~(2-)震动吸收峰随之增强,臭葱石的形成逐步受到抑制;当Na~+浓度达到10 g/L时,沉砷渣物相以次水合砷酸铁和黄钠铁矾为主,此时As、Fe的沉淀率分别为98.2%、93.3%,沉砷渣中Na、S的含量分别高达1.7%、4.6%。适当降低初始pH、缩短反应时间、降低反应温度均可抑制亚稳态黄钠铁矾物相的形成,有利于获得纯度较高的臭葱石沉砷渣;同时,延长反应时间可实现次水合砷酸铁向臭葱石的转化。     

含砷废水水热法臭葱石沉砷

本文以铜冶炼过程所产生的含砷废水为研究对象,研究了Fe/As摩尔比、初始pH值、氧分压、反应时间以及反应温度等宏观技术参数对水热臭葱石沉砷过程及沉砷渣物相转变的影响规律。结果表明:在Fe/As摩尔比1.5、初始pH1.0、反应温度160℃、搅拌转速500 r/min、氧分压0.6 MPa和反应时间3 h的优化技术条件下,砷与铁的沉淀率分别为98.09%和87.64%,获得了纯度较高的臭葱石沉砷渣;沉砷渣中砷、铁及硫的含量分别为22.21%、25.36%及3.34%,其中硫主要以亚稳态铁矾的形式存在;降低Fe/As摩尔比和初始pH值、延长反应时间均有利于亚稳态铁矾的返溶、重结晶,进而形成性质稳定的臭葱石物相。     

湿法炼锌危废铁矾渣水热分解及铁物相转化行为

湿法炼锌过程产出的铁矾渣含有大量的有价金属锌、铅以及伴生金属铁,在水热条件下,危废铁矾渣将发生高效分解与转化,有价金属转入溶液,伴生铁转化为赤铁矿。本文以湿法炼锌企业产出的铁矾渣为研究对象,研究了反应温度、反应时间、液固比、初始酸度、晶种浓度等宏观技术参数对铁矾渣分解与转化的影响规律。理论计算和实验结果均表明在高温水热体系中,铁矾渣中的黄钾铁矾、黄铵铁矾和铁酸锌物相均可有效转化为赤铁矿,而铅铁矾性质稳定不易转化。升高温度并延长反应时间有利于黄钾铁矾、黄铵铁矾和铁酸锌物相的水热分解与转化。在220℃下反应1 h后,铁矾物相转化基本完成,其转化率达94%;反应4 h后铁酸锌物相衍射峰完全消失,锌浸出率达87%,转化渣中赤铁矿含量达68%。适当提高初始酸度有利于铁酸锌的转化,但当体系初始酸度高于15 g/L时将抑制铁矾物相转化。在反应温度220℃、反应时间4 h、液固比(mL/g) 10:1、初始酸度0.01 g/L的条件下,锌浸出率为89%,铁矾物相的转化率可达95%,铁矾转化渣中主要物相为赤铁矿,其含量为68%。     

湿法炼锌沉铁渣和浸锌渣的焙烧预处理

采用电阻炉对湿法炼锌沉铁渣和浸锌渣进行焙烧预处理。考察氧气浓度、焙烧温度、焙烧时间和气体流量对沉铁渣脱硫率以及焙烧矿硫含量的影响;利用XRD和SEM-EDS技术对沉铁渣焙烧矿和浸锌渣焙烧矿的物相及微观形貌进行表征。结果表明:焙烧脱硫处理湿法炼锌沉铁渣和浸锌渣是可行的;沉铁渣焙烧预处理的合适工艺条件为氧气浓度70%,气体流量0.2 L/min,经1300℃焙烧反应20 min,沉铁渣脱硫率为98.2%,焙烧矿硫含量从8.15%降低到0.253%(质量分数),达到炼铁入炉原料硫含量的要求;沉铁渣焙烧矿的物相组成主要是Zn Fe2O4,浸锌渣焙烧矿的物相组成主要是Zn Fe2O4和Pb2SO5,Pb2SO5的生成表明浸锌渣中Pb SO4分解脱硫不彻底,这是浸锌渣焙烧矿硫含量偏高的主要原因。     

锌精矿氧压酸浸过程Fe(Ⅲ)助浸及水解沉淀行为EI北大核心CSCD

针对锌精矿氧压酸浸过程受多相传质影响导致氧化能力不足的问题,本文利用锌浸出渣中可溶性Fe(Ⅲ)的强氧化性促进锌精矿中低价硫化物的高效溶解,同时实现铁酸锌、金属硫化物的强化解离和铁的清洁分离。结果表明:锌浸出渣中铁酸锌溶解产生的Fe(Ⅲ)可以提高体系氧化还原电位,强化锌精矿浸出;以添加锌浸出渣形式向系统补充6.1g/L Fe(Ⅲ)后,锌浸出率由87.59%升高到98.82%;升高反应温度、提高氧分压将有助于提升Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)的氧化还原反应能力,同时促进锌的高效浸出和Fe(Ⅲ)的矿物化沉淀;提高酸度可以加快锌精矿的溶解速率,但酸度过高将抑制Fe(Ⅲ)矿物化水解沉淀。在初始Fe(Ⅲ)为6.1 g/L、初始酸度95 g/L、反应温度160℃、氧分压0.8 MPa、液固比6 mL∶1 g、搅拌转速800 r/min、反应时间120min的优化技术条件下,锌浸出率为98.82%,同时溶液中92.36%的铁以铁矾的形式沉淀入渣,浸出终渣含黄钾铁矾40.2%、铅铁矾14.6%;浸出液含铁低至1.04 g/L。     

硫酸铵焙烧红土镍矿的溶出液制备黄铵铁矾

为得到硫酸镍溶液除铁的合适工艺条件,以硫酸铵焙烧红土镍矿的熟料溶出液为原料,采用 NH4HCO3合成黄铵铁矾。考查了反应温度、反应时间、反应终点pH以及Fe3＋初始浓度对除铁率的影响。以上因素均对Fe3＋的去除率有显著影响,其中反应温度的影响最为显著。合适的反应条件为：Fe3＋初始浓度19.36 g/L、反应温度95℃、反应时间3.5 h、反应终点pH2.5。在此条件下所得到的黄铵铁矾为包含片状或棱形颗粒的花簇结构。     

黄钾铁矾的生成机理及其对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的影响(英文)

黄钾铁矾的生成对Sarcheshmeh生物堆浸硫化铜矿有不利影响。实验研究了在嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在的情况下,生长介质中Fe(II)的初始浓度、pH及温度影响黄钾铁矾沉淀形成的机理。产生最多Fe(III)沉淀的条件为:硫酸亚铁浓度50 g/L、初始pH 2.2、温度32°C。Fe(III)沉淀的生成影响了对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的浓度,比如:Fe3+、SO 2?4、K+、PO 3?4、Mg2+。对于Fe3+和K+,他们有相似的模式,这些离子共沉淀而形成黄钾铁矾的组分。在pH高于1.6时,由于PO 3?4与黄钾铁矾共沉淀以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌较快的生长速度而导致合PO 3?4的化合物的溶解度急剧降低。在生物堆浸的初期,由于脉石的溶解,Mg2+浓度增大,随后缓慢降低。     

含锗锌浸出渣强化解离及有价金属浸出行为

针对含锗锌浸出渣处理过程中存在有价金属回收率低、工艺复杂等问题,本文提出了Ⅰ段控铁低酸加压浸出-Ⅱ段深度高酸加压浸出的两段逆流加压酸浸工艺。深入研究了Ⅱ段深度高酸加压浸出过程中载锌、锗复杂物相解离机理以及锌、锗、铁等有价金属的深度浸出行为。结果表明：升高反应温度、延长反应时间、增加氧分压不仅能促进载锌、锗铁酸盐(MeFe₂O₄, Me=Zn, Ge)复杂物相的高效解离,也有利于Fe(Ⅲ)水解沉淀反应的发生,浸出渣物相组成由以铁酸盐为主逐步演变为以铁矾为主;酸度是影响铁酸盐热力学优势区的重要因素,其热力学稳定性随体系酸度的升高而逐渐降低,酸度过高时铁的溶解速率大于其沉淀速率,同时因H+活性增强抑制了Fe(Ⅲ)水解生成黄钾铁矾反应的发生。在反应温度150℃、初始酸度100 g/L、反应时间180 min、氧分压0.4 MPa、搅拌转速500 r/min的优化技术条件下,锌、锗的浸出率分别为92.47%、61.33%,获得的浸出终渣中主要物相为铁矾、硫酸钙,其含锌、锗、铅、银、硫分别为1.41%、370.00 g/t、3.52%、150 g/t、1...     

采用铅黄铁矾去除硫酸体系中的铁

研究硫酸体系中铅黄铁矾的形成条件,考察pH值、温度、PbSO4用量、时间和晶种浓度对铅黄铁矾形成及除铁率的影响。结果表明:当pH>0.7,温度大于75℃时,形成铅黄铁矾;在维持溶液pH为1.3、温度95℃、硫酸铅的加入量为理论量的1.2倍、晶种浓度为8 g/L、时间2.5 h的最优条件下,平均除铁率高于95%;得到的铅黄铁矾渣平均含Pb 22.47%、Fe 23.74%、Zn 1.96%;经硫酸化焙烧水浸或直接用锌废电解液浸出锌和铁后,浸出渣含Pb均大于60%,可返回作沉矾剂,亦可作为炼铅的原料。     

过渡层红土镍矿中的镁质矿中和沉矾浸出

采用沉矾浸出法将铁质矿浸出液对镁质矿进行沉矾浸出。结果表明:镁质矿酸浸过程中,在镁质矿粒度为106～150μm、搅拌强度为150 r/min、终点pHe值为1.3、温度为95℃的条件下,浸出镁质矿3 h,镍、镁、铁的浸出率分别为93.34%、78.28%、26.4%;在沉矾浸出过程中,在反应温度为95℃、搅拌强度为150 r/min、硫酸钠中的钠与形成黄钠铁矾中的钠的摩尔比x为1.3、镁质矿粒度为106～150μm、反应终点pHe为1.3±0.2的条件下,沉矾浸出5 h,镍浸出率能达到92%,镁浸出率在74%以上,铁质矿浸出液除铁率达到87%以上,铁质矿浸出液中铁的浓度在15.87～42.16 g/L的范围内,对镁质矿的镍、镁浸出及铁质矿浸出液中Fe的浓度没有显著的不利影响,溶液中铁基本上控制在4 g/L以下。     

二氧化硫还原分解铁酸锌及锌浸渣工艺

锌冶炼浸出渣中锌主要以铁酸锌的形式存在,针对锌浸渣中铁酸锌难于分解的问题,以铁酸锌作为研究对象,研究二氧化硫作用下铁酸锌中锌的溶出和Fe(Ⅲ)的还原行为。考察初始硫酸浓度、液固比、二氧化硫通入量、反应时间、反应温度对二氧化硫还原分解铁酸锌行为的影响。结果表明:最佳反应条件如下,初始硫酸浓度120 g/L、液固比11:1、二氧化硫通入量0.41×10~(-2)mol/g、反应时间120 min、反应温度105℃。在最佳反应条件下,对锌浸渣开展还原浸出实验,锌的浸出率能达到99%以上,Fe(Ⅲ)的还原率能达到98%。通过ICP-MS和XRD分析表明,锌浸渣中的铁酸锌完全分解,还原浸出渣的主要成分为锌和铅,分别以ZnS和PbSO_4的形式存在。     

Acidianus manzaensis浸出黄铁矿过程中铁L边和硫K边XANES光谱学分析（英文）

基于同步辐射技术对Acidianus manzaensis(A.manzaensis)浸出黄铁矿过程中铁L边XANES和硫K边XANES进行光谱学分析。浸出实验表明,A.manzaensis能加速黄铁矿的氧化。随着浸出时间的增加,浸出液的pH值逐渐降低;氧化还原电位值在第0~3天快速增加,然后缓慢增加。SEM结果表明,黄铁矿表面被A.manzaensis逐渐腐蚀;XRD结果表明,浸出残渣包含新组分黄钾铁矾和单质硫。铁L边XANES光谱学分析表明,黄铁矿生物氧化过程中铁形态逐渐转变为含Fe(Ⅲ)物质。硫K边XANES光谱学分析表明,在黄铁矿生物浸出过程中产生元素硫且其质量比维持在3.2%~5.9%。硫代硫酸盐在第2~4天也被检测出来,这表明黄铁矿生物浸出过程中存在硫代硫酸盐。     

采用赤铁矿去除高铁闪锌矿浸出液中的铁

研究从高铁闪锌矿溶液中沉淀赤铁矿的过程。考察温度、晶种用量、时间、氧分压对除铁及杂质元素行为的影响。结果表明:除铁率和渣中铁含量随温度、时间、晶种用量的增加而升高,与氧分压关系不大。升高温度和延长反应时间可以提高赤铁矿的纯度。在反应温度190℃、晶种用量20 g/L、反应时间3 h和氧分压0.3 MPa的条件下除铁率达到95%以上,除铁后溶液Fe含量低于2.5 g/L,赤铁矿渣的Fe含量高于50%。K和Ca的入渣率高于95%,Na、F和Ni的入渣率为50%~60%,Zn、Mg、Mn和Cl的入渣率低于1%。     

基于Acidithiobacillus ferrooxidans介导的共沉淀对酸性体系中重金属的固定（英文）

研究Acidithiobacillus ferrooxidans对酸性水体中复合重金属共沉淀过程的促进作用。A.ferrooxidans显著地提高了共沉淀体系中Fe(II)离子的氧化速率及硫酸羟基铁氧体的形成。在A.ferrooxidans存在的条件下Cu(II)浓度降低至0.058 mmol/L,而Cd在生物体系中浓度降至最低0.085 mmol/L。Pb主要以铅矾形式沉淀,硫酸羟基铁氧体促进了残余铅离子的沉淀。通过XRD、SEM和FTIR等技术对形成产物进行系统表征。共沉淀体系中主要的组分为高结晶度的黄钾铁矾,而A.ferrooxidans促进施式矿物在一价阳离子缺乏的反应后期形成。A.ferrooxidans存在体系中较高的Fe(II)离子氧化速率和Fe(III)离子供应速度有利于多面体晶体形成及其晶粒尺径增加。复合重金属离子进入硫酸羟基铁氧体的晶体结构,通过A.ferrooxidans介导的共沉淀能够高效地将重金属离子从酸性废水中去除。     

碱金属硫酸盐沉积引起的铁基合金在中温下的热腐蚀

研究工业纯铁、Fe-Cr和Fe-Al合金有表面Na_2SO_4或Na_2SO_4-K_2SO_4沉积物时在含SO_3的富氧气氛中于中等温度区间的热腐蚀行为。研究结果表明,铁基合金在实验条件下发生的热腐蚀是由液态Na_2SO_4—Fe_2(SO_4)_3或Na_2SO_4-K_2SO_4-Fe_2(SO_4)_3共晶所致,其腐蚀行为与温度、气体组成、合金元素含量、沉积物组成有关。腐蚀形貌的观察表明,铁基合金热腐蚀的发展伴随着疏松的Fe_2O_3层的增厚和紧靠合金表面相对致密的氧化层的快速成长。在合金/氧化物     

铁矾渣热酸分解及硫脲提银

进行铁矾渣热硫酸分解和分解渣硫脲法提银的试验研究,考察硫酸用量、分解温度、反应时间、液固比对铁矾渣中Fe、Zn、Ag浸出率的影响,以及硫脲法提银的最优条件。结果表明:在硫酸用量为其理论值的1.5倍、分解温度95℃、时间2.5 h、液固比2.5:1的最佳条件下,铁矾渣中Fe和Zn浸出率分别为93.85%和92.25%,而Ag的浸出率仅为1.99%。分解液净化后可用中温水热法制备铁红,分解渣中Ag富集到1060 g/t。在液固比10:1、硫脲浓度15 g/L、浸出温度90℃、反应时间2.5 h的最优条件下,Ag的平均浸出率在93%以上,同时,渣中Pb的品位由1.7%提高到7.5%。     

含铟铁矾渣焙烧水浸法回收锌和铟

针对铁矾渣的危害性及处理现状,结合其物相特点,提出"焙烧-水浸法"从含铟铁矾渣中回收锌、铟的清洁工艺,系统研究焙烧过程物相变化及反应机理,确定最佳焙烧条件。考察浸出时间、温度、固液比对浸出的影响规律。结果表明:在650℃焙烧2 h,可使含铟铁矾渣分解,同时Zn和In生成易于浸出的ZnSO_4和In_2(SO_4)_3,铁以难浸出Fe_2O_3形式存在。在常温下,控制液固比5:1,用水浸出焙砂0.5 h,Zn和In浸出率分别为72.02%和78.73%,Fe浸出率仅为4.42%,而Ag和Pb进入渣中富集回收。     

NaOH分解含铟铁矾渣新工艺

提出NaOH分解含铟铁矾渣新工艺,考察NaOH用量、液固比、温度和时间对铁矾渣分解率的影响,并讨论铁矾渣中杂质金属,如Zn、In、Cu、Cd、Pb、As、Sb、Sn和Ag等在NaOH分解过程中的行为.结果表明:在m(NaOH)-m(铁矾渣)=0.381 4-1、温度60 ℃、液固比2-1、反应时间2 h的最优条件下,铁矾渣的分解率达到98.03%,而原料中的杂质金属,如Sn、Sb、Zn、In、Cu、Cd、Pb和Ag等绝大部分留在分解渣中,As则以AsO43-的形态大部分进入溶液,浸出率达到83.36%.DSC-TGA热分析和X射线衍射分析结果表明:在NaOH分解过程中,铁矾渣中的铁主要以Fe3O4形式沉淀入渣;分解渣中Fe、In和Zn的含量分别为38.81%、0.23%和12.89%;经稀盐酸选择性浸出铟和锌后,进一步磁选富集可作为炼铁原料.     

铝酸钠溶液中硫和铁组元间的相互作用（英文）

对铝酸钠溶液中铁化合物与含硫组元间的反应行为进行研究。结果表明:铝酸钠溶液中铁化合物能显著脱除溶液中的S2-,对S2O32-、SO32-和SO42-等硫化合物则没有脱除效果。当Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)化合物加入量达到铁硫摩尔比为2:1时,100°C下S2-的脱除率分别达到86.10%和92.70%。在Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)化合物的除硫过程中,均有水合硫代铁酸钠、赤铁矿、无定型硫化亚铁、聚合硫铁化合物和硫酸铁等物质生成,主要区别在于Fe(Ⅱ)化合物反应初期生成的水合硫代铁酸钠会继续转化为不含钠的二硫化亚铁。